微污染水源飲用水深度處理工藝優(yōu)化研究與示范.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，飲用水水源污染不斷加劇，微量污染物種類不斷增加，水源呈微污染狀態(tài)，常規(guī)水處理工藝一般很難有效地去除其中的微量污染物，飲用水水質(zhì)安全與生物穩(wěn)定性的保障任務(wù)受到極大的挑戰(zhàn)。因此針對微污染水源開展深度處理工藝研究顯得尤為重要與緊迫。
　　本課題首先全面調(diào)研了江蘇省域各流域取水超標(biāo)情況、污染物超標(biāo)情況及水廠制水工藝。并針對淮河流域鹽城段水源水質(zhì)特征，提出了以降低有機(jī)污染物、消毒副產(chǎn)物前體物(DBPFP)含

2、量，提高水質(zhì)安全與制取生物穩(wěn)定性水的飲用水安全處理水處理目標(biāo)，并相應(yīng)開展以下三個方面的研究工作:(1)水源水質(zhì)調(diào)研;(2)采用中試裝置，對預(yù)臭氧+常規(guī)處理+主臭氧-生物活性炭(O3-BAC)深度處理工藝進(jìn)行優(yōu)化研究。重點考察不同混凝劑(PAC)投加量、預(yù)臭氧單元臭氧投加量、主臭氧-生物活性炭(O3-BAC)單元臭氧投加量與接觸時間下的水質(zhì)凈化效果與出水生物穩(wěn)定性，以確定深度處理工藝最佳運行工況，為飲用水深度處理示范工程運行調(diào)控提供參考依

3、據(jù);結(jié)合中試試驗，重點對示范工程預(yù)臭氧單元及O3-BAC單元進(jìn)行臭氧投加量優(yōu)化驗證。并將常規(guī)處理工藝與深度處理工藝處理效果進(jìn)行對比，突出深度處理工藝對污染物的凈化優(yōu)勢。
　　(1)研究發(fā)現(xiàn)淮河流域取水超標(biāo)情況及溶解氧、化學(xué)需氧量(CODcr)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH4+-N)、錳離子(Mn2+)及石油類等污染物超標(biāo)情況較為嚴(yán)重;江蘇省內(nèi)大部分自來水廠仍以常規(guī)工藝為主，部分增設(shè)深度處理工藝，以臭氧-生物活性炭為主。<

4、br>　　(2)利用中試裝置對預(yù)臭氧+常規(guī)處理+主臭氧-生物活性炭深度處理工藝進(jìn)行優(yōu)化研究。重點關(guān)注DBPFP、臭氧氧化副產(chǎn)物:如溴酸鹽(BrO3-)、甲醛(CH2O)及可生物降解溶解性有機(jī)碳BDOC的去除變化特性。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PAC投加量為30mg/L時，常規(guī)處理工藝對各污染物均有較好的去除效果，對總?cè)u甲烷前體物(TTHMFP)、總鹵乙酸前體物(THAAP)去除率分別為56.6％、61.2％，但出水BDOC含量較高，生物穩(wěn)定性難以保

5、障，需采用深度處理工藝進(jìn)一步保障出水水質(zhì)生物穩(wěn)定性。
　　預(yù)臭氧單元對有機(jī)物有一定去除效果，當(dāng)臭氧投加量為1.1mg/L時，CODMn、UV254、TOC的去除率分別為15.2％、23.6％及21.4％;但預(yù)臭氧單元出水BDOC含量上升，水質(zhì)安全穩(wěn)定性下降，需要依靠后續(xù)深度處理單元進(jìn)一步處理;當(dāng)臭氧投加量為1.1mg/L時，對THMFP、HAAFP具有較好去除效果，去除率分別達(dá)20.4％、42.3％。出水BrO3-含量低于檢測線(

6、0.02μg/L)，CH2O含量在30-71μg/L之間，遠(yuǎn)低于國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
　　固定臭氧接觸時間為30min，當(dāng)主臭氧投加量為2mg/L時，深度處理中試工藝對污染物去除效率最高，CODMn、TOC、UV254去除率分別達(dá)52.2％、56.6％及61.2％，對BDOC去出去達(dá)76.8％，對TTHMFP及THAAFP去除率分別為53.1％和44.0％。固定主臭氧單元臭氧投加量為2mg/L，當(dāng)臭氧接觸時間為50min(BAC單元對應(yīng)

7、EBCT為21.3min)時，深度處理工藝對各污染物去除效果較好，其中CODMn、TOC、UV254去除率分別達(dá)到73.7％、63.7％與93.5％;對BDOC去除率為87.6％，出水生物穩(wěn)定性大大提高。對TTHMFP及THAAFP去除率分別為69.4％、44.6％。
　　(2)結(jié)合中試試驗研究結(jié)果，依托鹽城市城東水廠進(jìn)行深度處理示范工程優(yōu)化研究，對水廠深度處理工藝全流程出水進(jìn)行為期一年跟蹤監(jiān)測，并對預(yù)臭氧、O3-BAC單元臭氧投

8、加量進(jìn)行優(yōu)化研究。研究表明，與中試研究結(jié)果類似的是，當(dāng)預(yù)臭氧單元臭氧投加量為1.1mg/L時，預(yù)臭氧單元對污染物去除效果較好，其中CODMn、TOC及UV254去除率分別達(dá)13.3％、7.7％及32.8％。TTHMFP及THAAFP去除率分別為36.1％、51.7％。當(dāng)主臭氧投加量為1.8mg/L時，O3-BAC深度處理單元對各污染物去除效果最佳，CODMn、TOC、UV254去除率分別達(dá)52.2％、56.6％及61.2％，對TTHMF

9、P及THAAFP去除率分別為53.1％、44.0％。固定預(yù)臭氧投加量1.1mg/L，主臭氧投加量1.8mg/L，出水TTHMFP及THAAFP去除率分別達(dá)21.9％及63.2％，說明深度處理工藝在優(yōu)化工況條件下能夠有效地去除DBPFP含量，從而減少出水DBPs產(chǎn)生量。出水BDOC去除率達(dá)82.5％，含量在0.2mg/L左右，出水生物穩(wěn)定性大大提高。深度處理工藝對濁度及CODMn的去除率顯著高于常規(guī)處理工藝，且全年出廠水濁度穩(wěn)定低于0.2